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矿1浅析尾矿库初期坝填筑施工技术(方刘红)).doc

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浅析 尾矿 初期 坝填筑 施工 技术 方刘红
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1浅析尾矿库初期坝填筑施工技术中铁十七局集团第二工程有限公司 方刘红摘 要:尾矿坝质量是保证尾矿库安全生产运行的重要环节,本文结合西藏玉龙铜矿搅拌浸出工程初期尾矿库施工情况,对尾矿库初期坝的料源生产储备、填筑方法及填筑工程中质量控制进行浅显分析。关键词:尾矿库 填筑 技术1.概况西藏玉龙铜矿搅拌浸出工程初期尾矿库位于西藏昌都地区江达县青泥洞乡玉龙沟内。尾矿坝采用整体设计,分期筑坝,坝型为不透水堆石坝,初期坝坝顶标高为 4310m,库容 697 万m3。初期尾矿库服务期满后,尾矿坝采用下游法堆石料筑坝加高。加高高度 40m,最终坝顶高程 4350m,库容 3943 万 m3。2.施工准备堆石坝填筑受尾矿库整体施工工艺的影响,施工准备期较长。填坝前需进行导流、坝基岸清理等施工。坝体堆石料量较大,需提前备料及碾压工艺试验。2.1 施工导流初期尾矿库位于高原山谷地带,地表径流和地下水系非常发育,西藏地区6~9月份多位雨季。填坝之前先进行地下水导排管的施工。导排管埋设完后,在上游管口处开挖临时截水槽,将库内水流引至截水槽内,水流通过预埋导排管流出库外。2.2 坝基、岸坡清理坝体清基分坝肩、进行坝基开挖及局部软基加固。坝体两端坝肩开挖深度要求至中风化基岩,并嵌入岩石深度不小于0.5m;开挖至中风化基岩面,要求清除彻底;若其深部仍有第四系覆盖层和强风化岩层时,进行加固地基处理。坝断面范围内的岩石坝基与岸坡,清除其表面松动石块、凹处积土和突出的岩石,开挖完毕后,用风水枪冲洗干净。坝基清基按上述要求进行开挖,从上至下分区分层分段进行,用PC400 、PC200挖掘机逐层进行剥离,TY220推土机推渣,强风化层采用手风钻钻孔小药量松动爆破进行挖除。挖机剥离土方,边坡上部坡度留适当修坡余量,再用人工修整;土方开挖前,为避免开挖边坡受雨水冲刷,在边坡上部设临时性山坡截水沟。2.3 备料堆石体从上游向下游依次主要由垫层区、过渡区和主堆石区组成。垫层为 2m 厚细粒土层,过渡区材料为 50cm 厚砂砾料,堆石区为粒径 30cm 以下的块石。填筑之前应对勘察设计单位所提供的各料场勘察报告和可资利用的开挖料的调查试验资料进行核查,取样送检。本工程填料大部来至库区。细粒土和砂砾料可利用库区内开挖出土进行筛分,筛分出成品料集中堆放于库底;堆石坝料部分来至库区,一部分来至坝外,堆石坝料方量较大,应提前一个月备料。22.4 工艺试验坝料施工试验的内容包括:复核设计确定的有关技术指标及施工工艺和各种参数,提出有关质量控制的技术要求和检验方法,制定有关的施工技术措施等。堆石坝体工艺试验的项目:土料、砂砾料及石料的碾压试验、石料场的爆破试验、坝料加工试验等。这些试验必须在具备填坝条件之前做好,形成工艺试验报告。表2-1筑坝材料技术参数表堆石坝料 砂砾石 细粒土 项目名称抗压强度软化系数莫式硬度粒径颗粒含量<2cm孔隙率干密度碎石软化系数含泥量碎石粒径粗砂粒径孔隙率水溶盐含量有机质含量压实度渗透系数误差范围≥40mpa≥0.7≥3 ≤30cm不超过5%20%~25% ≥19KN/m2≥0.7≤5%≤20cm≤20mm18% ~22%≤3%≤5%≥98%≤10-52.4.1 碾压试验为了确定达到设计填筑标准的压实方法(包括不同区域铺料方式、铺料厚度、碾压遍数、加水量、孔隙率、干密度等)及控制措施,在填料之前选择离取料场较近的平坦区域作压实工艺试验。保护层区压实层厚度按20cm控制,选定加水量分别为2%,4%,8%,分别进行碾压遍数n=2、4、6、8、10遍压实试验,测试其渗透系数、孔隙率、压实沉降量;计算压缩模量,以确定最佳加水量及碾压遍数。试验表明,加水量控制在4%,压路机碾压6遍,压实度能达到98%。3效果较好。主堆石层区压实层厚度按40cm控制,选定加水量分别为8%,10%,15%,20%。过渡层区压实层厚度控制在40cm,选定加水量分别为4%,8%,10%,15%。分别进行碾压遍数n=2、4、6、8、10遍压实试验,测试其干容重、孔隙率、压实沉降量、颗粒级配;计算压缩模量,以确定最佳加水量及碾压遍数。在进行每种压实遍数试验过程中,我们先用平面压路机单独进行一组碾压,测试出各组数据;再用羊角碾和平面压路机配合进行一组碾压,测试出各组数据。数据显示,加水量控制在10%,平面压路机碾压8遍才能达到设计压实要求,而羊角碾和平面压路机配合碾压6遍就能满足设计压实要求。2.4.2 爆破试验设计要求堆石坝料粒径控制在30cm以内,这对坝料的开采提出了很高的要求。在石料的爆破过程中,通过改变钻孔的排距、孔间距及单耗来寻找控制坝料粒径最佳爆破参数。经反复试验,排距控制在2m,孔距控制在3m,单耗在0.25kg/m3~3kg/m3,爆破效果较好。爆破出来的石料30cm以内粒径比例达80%以上。3.坝体填筑施工工艺3.1 施工方法初期尾矿库设计为全防渗结构,初期坝为不透水堆石坝体。该坝各材料分区之间要满足水力过渡要求,从上游到下游渗透系数依次增大,下游坝料对上游相邻坝料有反滤过渡要求,因此,采用合理的填筑施工方法就显的尤其重要。图3-1 尾矿坝剖面图3.1.1 分区填筑顺序坝面填筑作业顺序多采用“先粗后细”法。即主堆石区→过渡层区→保护层区。铺料时必须及时清理界面上粗粒径料,此法有利于保证质量,且不增加细料用量。上下游的主堆石区料4采用进占法铺料,先用羊角碾碾压,将个别超粒径料压碎,并产生一定量的细料,再用牵引式振动碾碾压,接缝处采用骑缝碾压。过渡层区和细粒土保护层区用土工布隔开,为避免填筑施工时破坏土工布,主堆石区和50cm 过渡区同步碾压,压实后厚度控制在 40cm。待主堆石区和过渡区填一层后,进行 2m 细粒土保护层的填筑。压实厚度控制在 20cm。3.1.2 分区填筑作业施工方法主堆石区和过渡层的填筑料由自卸车运输卸料,进占法填筑,卸料的堆与堆之间间保留100cm 间隙。主堆石区和过渡段为不同类型填料,主堆石区填料卸料、推平后,再进行过渡区的卸料。过渡区填料较少,宜用装载机卸料。填料碾压前采用推土机的平仓以使粗径石料滚落底层而细石料留在面层以利于碾压,超径石应尽量在料场解小。碾压时采用错距法顺坝轴线方向进行,低速行驶(1.5~2km/h),碾压按坝料的分区、分段进行,各碾压段之间的搭接不少于1.0m,铺料层厚及碾压遍数严格采用碾压试验确定参数施工。铺筑碾压层次分明,做到平起平升,以防碾压时漏碾欠碾。在岸坡边缘靠山坡处,大块石易集中,故岸坡周边选用石料粒径较小且级配良好的过渡料填筑,同时周边部位先于同层堆石料铺筑。碾压时滚筒尽量靠近岸坡,沿上下游方向行驶,仍碾压不到之处用手扶式小型振动碾或液压振动夯加强碾压。细粒土保护层填筑前必须把过渡料上游坡面所有尖锐石料清除干净,并用边坡压路机将坡面压光,然后铺设土工布。土工布铺设必须平展,无褶皱。采用自卸车运卸到垫层区,然后用推土机辅以人工整平,填筑时上游边线水平超宽 20~30cm,压时顺坝轴线方向行驶,振动碾距上游边缘的距离不宜大于 40cm。按规定的洒水量、遍数、层厚及行走速度进行。细粒土压实度要求较高,压实厚度控制在 25~30cm。保护层料的填筑需与堆石区和过渡区同步进行,即主堆石区和过渡层填筑一层,保护层填筑二层。3.2 施工工艺3.2.1 坝料摊铺坝体填筑从填筑区的最低点开始铺料,铺料方向平行于坝轴线,保护层料、过渡料及两岸接坡料采用后退法卸料,堆石料采用进占法填筑,自卸汽车卸料后,采用推土机摊料平整,摊铺过程中对超径石和界面分离料采用小型反铲挖土机配合处理,保护层料、过渡料由人工配合整平,每层铺料后采用水准仪检查铺料厚度,确保厚度满足要求。3.2.2 洒水一般采用坝面加水和坝外加水等方式,具体应根据不同施工条件布置。洒水主要是为了能充分湿润石料,以便在振动碾强烈激振力的作用下,使块石相互接触部分棱角被击碎从而减少孔隙率,细料充填空隙,以增加碾压的密实度。洒水量以碾压试验结果确定,对于有风化岩的掺配料,应适当增加洒水量,以便使掺配的风化岩料提前湿润软化。3.2.3 压实保护层料多采用自行式振动碾进退错距法碾压,堆石料和过渡料多采用牵引式振动碾碾压,5振动碾一般沿平行坝轴线方向行进,靠近岸坡、施工道路边坡处除增加顺向碾压外,多采用液压振动夯加强碾压;堆石料碾压采用进退错距法,错距由振动碾碾子宽度和碾压遍数控制,当振动碾碾子宽度为 2m、碾压遍数为 8 遍时错距一般为 25cm。坝坡接触带等大的碾压设备无法到位的区域采用小型手扶式振动碾或液压振动夯加强碾压。4.结语玉龙铜矿搅拌浸出工程初期尾矿库为全防渗尾矿库,其特殊的地理位置对施工质量提出了更高的要求,初期尾矿坝作为尾矿库的重要分部工程,其安全、质量要求更高。在筑坝过程中,我们要注意以下几点:(1) 、大坝填筑各区料的交接界面必须注意防止大块石集中,特别是过渡层与保护层、过渡料与主堆石料之间,填筑料的粒径差距较大,采用后退法卸料,填筑时不能有超径石集中。 (2) 、 坝料填筑时,岸坡接合部位易出现大块石集中现象,且碾压设备不容易到位,造成接合部位碾压不密实。因此在接合部位填筑时,应减薄填筑铺料厚度,清除所有的大块石,采用过渡层料填筑。 (3) 、 在填筑细粒土保护层时应注意对土工布的保护,填筑施工时应将土工布卷起,并派专人看护。参考文献:DL/T5129-2001《碾压式土石坝施工规范》
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